渦流檢測技術在火電行業中的應用前景

王珍++趙敬哲++孟軍

文章編號：2095-6835（2016）07-0158-02

摘 要：介紹了渦流檢測技術在電力行業中的應用前景，發現渦流檢測市場值得我們去更深層次地開拓。

關鍵詞：渦流檢測；無損檢測；火電機組；火力發電廠

中圖分類號：TG115.28 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.07.158

渦流檢測雖然是五大常規無損檢測方法之一，但在火力發電廠實際檢測中應用得并不多，大部分情況下僅被應用于凝汽器冷卻管穿脹前的檢測，導致渦流檢測技術的很多優勢并沒有得到充分發揮。

隨著電子技術的發展，尤其是計算機和信息處理技術的快速發展，渦流檢測系統日益完善，渦流檢測技術的發展也得到了實質性的突破，并步入了實用化階段。

1 渦流檢測技術的應用現狀

目前，渦流檢測技術在火力發電行業中的應用并不多。以我公司為例，渦流檢測的項目主要是火力發電廠凝汽器冷卻管穿脹前的檢測。1臺350 MW火電機組的凝汽器需要穿脹的冷卻管數量不超過25 000根，而需要進行渦流抽查的冷卻管數量只占穿脹總數的5%.也就是說，1臺350 MW火電機組的凝汽器冷卻管正常需要做渦流檢測的數量不超過1 250根。

在現行標準、規程中，只有《電力建設施工技術規范》對凝汽器冷卻管穿脹前的渦流檢測作出了明確規定：抽查數量為冷卻管總數的5%，當不合格數量達到安裝總數的1%時，應逐根進行試驗?！冻袎涸O備無損檢測 第6部分：渦流檢測》（JB/T 4730.6—2005）對用管的渦流檢測時機作出了規定：用管的渦流檢測在設備檢修或業主認為有必要時進行，不強制規定。在其他火力發電廠監督、監察標準和規程中，都沒有對渦流檢測方法的使用作出明確規定。渦流檢測技術實際應用范圍狹窄的另一個重要原因就是渦流檢測技術的優勢并沒有真正被人們認識到，而且有些業主只考慮到短期的檢測成本，沒有考慮到長遠的經濟效益。

2 常規渦流檢測技術

2.1 原理

常規渦流檢測技術以電磁感應為基礎，當載有交變電流的試驗線圈靠近導體試件時，在線圈產生的交變磁場的作用下，導體會感生出渦流。渦流的大小、相位和流動形式受試件性能及有無缺陷的影響，而渦流的反作用磁場又使線圈的阻抗發生變化。因此，通過測定試驗線圈阻抗的變化，我們就可以了解被檢試件性能的變化以及有無缺陷。

2.2 局限性

常規渦流檢測技術的局限性主要體現在：①只適合檢測導電金屬材料或能感生渦流的非金屬材料；②只適合檢查金屬表面及近表面的缺陷，不能檢查金屬材料深層的內部缺陷；③對缺陷定性和定量還比較困難；④針對不同工件采用不同檢測線圈檢查時各有不足。

2.3 應用范圍

常規渦流檢測技術主要用于渦流探傷、渦流的材質分選以及渦流的測厚。

3 遠場渦流檢測技術

3.1 原理

遠場渦流檢測技術是一種能穿透金屬管壁的低頻渦流檢測技術。它通常采用內置式探頭，探頭上有一個激勵線圈，還有一兩個檢測線圈。激勵線圈與檢測線圈之間的距離為鋼管內徑的2～3倍。激勵線圈發出的磁力線（能量）穿過管壁向外擴散，在遠場區又再次穿過有表面缺陷的管壁向內擴散，最后被檢測線圈接收。檢測線圈接收到的信號的幅度和相位都與壁厚有關，因此利用專業軟件就可測得管壁的厚度。

3.2 優點

遠場渦流檢測技術的優點主要有：①不必清洗被檢測鋼管的表面；②探頭與鋼管表面不接觸，探頭外徑與鋼管內徑之間的間隙變化對檢測結果的影響很??；③對鋼管內表面和外表面腐蝕坑的檢測靈敏度相同；④對均勻減薄、漸變減薄和偏磨減薄的檢測靈敏度都很高；⑤探頭的檢測速度是否均勻對檢測結果無影響；⑥鋼管內的氣體、液體介質對檢測結果無影響。

3.3 缺點

遠場渦流監測技術使用的檢測頻率比較低，使用時的檢測速度會受到限制。

4 兩種技術比較

常規渦流檢測技術：對于非鐵磁性材料（例如銅管、鈦管、不銹鋼管等）安裝前的檢測，通常會配合使用外穿式探頭；對于在役檢測，則配合使用內穿式探頭；對于鐵磁性新管檢測，會配合外穿磁飽和器進行檢測，以降低磁噪聲的干擾，提高檢測準確度。

遠場渦流檢測技術：對于鐵磁性管子，由于集膚效應的作用，只能檢測管道表面存在的缺陷和問題，但能夠提高檢測的滲透深度。

5 火電行業中的渦流檢測市場

在火力發電廠中，除了凝汽器冷卻管穿脹前需做渦流檢測外，在役換熱器、換熱管的檢修和監測將會是渦流檢測的巨大市場。換熱器是火力發電廠的主要設備，例如凝汽器、高低壓加熱器等，其主要是由換熱管組成。當機組運行一定時間后，換熱管會因長時間受到沖刷、腐蝕、振動而出現壁厚減薄和管壁損傷等現象，而管壁厚度監測是換熱管定檢的重要項目之一。

目前，應用比較多的是接觸式超聲波脈沖回波法測厚。超聲波測厚的局限性在于它是點式測量，檢測效率低；在定檢中，僅對受檢部位進行抽查，而在減薄嚴重之處存在漏檢隱患；對受檢部位表面的光潔度等要求較高；測量結果易受換熱管內表面附著物等的影響；有些部位由于受到支撐板等的遮蔽，可能無法監測到。

遠場渦流技術對均勻減薄、漸變減薄和偏磨減薄的檢測靈敏度都很高，而且檢測速度快、效率高，同時，其對管的表面狀態要求較低。該技術在換熱管道定檢中具有其他無損檢測方法所不具備的優勢。

配合使用多頻渦流檢測技術，可有效地抑制多種干擾因素的影響，達到去偽存真的目的，提高檢測的靈敏性、可靠性和準確性，有利于對受檢工件作出正確評價。

在汽輪機葉片、大軸中心的表面裂紋、螺孔內裂紋、焊縫表面和近表面缺陷的檢測中，渦流檢測技術也具有較高的檢測靈敏度和準確性。

6 結束語

實踐證明，遠場渦流檢測技術是電廠在役換熱管管壁定檢最理想、最高效的檢測方法。如果該技術能在換熱管定檢中得到廣泛應用，必將會對電廠的防漏、防爆工作起到很大的促進作用，并使渦流檢測技術在電力行業中擁有廣闊的應用前景。

參考文獻

[1]電力行業火電建設標準化技術委員會.DL 5190.3—2012 電力建設施工技術規范 第3部分：汽輪發電機組[S].北京：中國電力出版社，2012.

〔編輯：王霞〕